Mit der Weiterentwicklung der Fertigungstechnologie für Verbundwerkstoffe, dem vertieften Verständnis ihrer Anwendung im Schienenverkehr und dem technologischen Fortschritt in der Schienenfahrzeugindustrie hat sich der Anwendungsbereich von Verbundwerkstoffen in Schienenfahrzeugen stetig erweitert. Auch die Arten, Güteklassen und technischen Standards der verwendeten Verbundwerkstoffe verbessern sich kontinuierlich.
Zu den in Schienenfahrzeugen verwendeten Verbundwerkstoffen gehören:
(1) Starre und halbstarre ungesättigte Polyesterharz-FVK;
(2) Phenolharz-glasfaserverstärkter Kunststoff;
(3) Reaktiv flammhemmendes, ungesättigtes Polyesterharz-GFK mit hoher Festigkeit;
(4) Flammschutzmittelhaltiges, ungesättigtes Polyesterharz, glasfaserverstärkter Kunststoff mit etwas geringerer Festigkeit;
(5) Kohlenstofffasermaterial.
Zu den Produktmerkmalen gehören:
(1) Handlaminierte GFK-Teile;
(2) Formteile aus glasfaserverstärktem Kunststoff;
(3) GFK-Teile der Sandwichstruktur;
(4) Kohlefaserteile.
Anwendung von Faserverbundwerkstoffen in Schienenfahrzeugen
1. Früher Einsatz von Faserverbundwerkstoffen in Schienenfahrzeugen
Die Anwendung von Faserverbundkunststoffen (FVK) im Schienenverkehr begann in den 1980er Jahren und erfolgte erstmals in inländischen, 140 km/h schnellen Elektrozügen. Das Anwendungsgebiet umfasst im Wesentlichen:
● Innenwandpaneel;
● innere Deckplatte;
● Zusammengebaute Toilette aus glasfaserverstärktem Kunststoff;
Hauptzielgruppe war damals Katsukiyogi. Als Faserverbundwerkstoff wurde ungesättigtes Polyesterharz-FVK verwendet.
2. Chargenweises Aufbringen von GFK auf Schienenfahrzeuge
Die flächendeckende Anwendung von GFK im Schienenverkehr und dessen allmähliche Marktreife erfolgten in den 1990er Jahren. Es wird hauptsächlich für die Herstellung von Schienenfahrzeugen und Stadtbahnen verwendet:
Die Innenwandverkleidung des Gästezimmers;
●Innendeckplatte;
Zusammengebaute Toilette aus glasfaserverstärktem Kunststoff;
Integriertes Badezimmer aus glasfaserverstärktem Kunststoff;
Integrierte Waschräume aus glasfaserverstärktem Kunststoff;
GFK-Klimaanlagenkanal, Abluftkanal;
● Sitz oder Sitzgestell.
Inzwischen hat sich das Hauptanwendungsziel von der Ersetzung von Holz hin zur Verbesserung der Fahrzeugqualität verlagert; bei den verwendeten GFK-Typen handelt es sich nach wie vor hauptsächlich um ungesättigte Polyesterharz-GFK.
3. In den letzten Jahren hat die Anwendung von Faserverbundwerkstoffen in Schienenfahrzeugen zugenommen.
Seit Beginn dieses Jahrhunderts findet GFK (glasfaserverstärkter Kunststoff) zunehmend Verwendung im Schienenverkehr. Neben der Herstellung der bereits erwähnten Produkte wird er auch häufig für folgende Anwendungen eingesetzt:
●Dachverkleidung;
Ein neuer Luftkanal auf dem Dach;
●Verschiedene Bauteile mit komplexen Formen im Fahrzeug, darunter dreidimensional gebogene Innenwandpaneele und Seitendachpaneele; Abdeckpaneele in verschiedenen Sonderformen; glasfaserverstärkte Kunststoff-Wabenwandpaneele; Zierteile.
Das Hauptziel der Anwendung von Faserverbundkunststoffen (FVK) in dieser Phase ist die Herstellung von Bauteilen mit speziellen funktionalen oder komplexen Modellierungsanforderungen. Darüber hinaus wurde die Feuerbeständigkeit der in dieser Phase eingesetzten FVK verbessert. Reaktive und additive flammhemmende ungesättigte Polyesterharz-FVK finden breite Anwendung, während der Einsatz von Phenolharz-FVK allmählich abnimmt.
4. Anwendung von GFK in Hochgeschwindigkeits-Elektrotriebzügen
Der Einsatz von Faserverbundwerkstoffen in Hochgeschwindigkeitszügen hat mittlerweile ein ausgereiftes Stadium erreicht, weil:
(1) GFK wird bei der Herstellung von Teilen mit besonderen Funktionen, komplexen Formen und Strukturen sowie hervorragenden Gesamteigenschaften, die großen Belastungen standhalten können, eingesetzt, wie z. B. stromlinienförmige Fronten aus GFK, Module für den Öffnungs- und Schließmechanismus der Front, aerodynamische Dachverkleidungen usw. .
(2) Formgepresste glasfaserverstärkte Kunststoffe (SMC) wurden in großem Umfang verwendet
Die Verwendung von glasfaserverstärktem Kunststoff in Formteilen zur Herstellung von Innenwandverkleidungen für Hochgeschwindigkeits-Elektrotriebzüge in Serien bietet folgende Vorteile:
Die Maßgenauigkeit der Teile ist hoch;
●Fertigungsqualität und Produktgüte,
●Erreichte geringes Gewicht;
●Geeignet für die Massenproduktion im Maschinenbau.
(3) Verbesserung des Anteils an GFK, der in anderen Teilen verwendet wird
●Es kann je nach Bedarf in Teile mit unterschiedlichen Texturen zerlegt werden;
Die optische Qualität ist besser, und die Form- und Maßgenauigkeit der Teile ist höher;
●Oberflächenfarbe und -muster können gleichzeitig angepasst werden.
Die Anwendung von Faserverbundwerkstoffen umfasst heute die Realisierung spezieller Funktionen und Formen sowie übergeordnete Ziele wie die Aufnahme einer bestimmten Last und ein geringes Gewicht.
Veröffentlichungsdatum: 06.05.2022
